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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 16-Bit ADC temperaturdrift MAX1416


Autor: Weingut Pfalz (weinbauer)
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Hallo Forum,

ich arbeite seit einigen Tagen mit dem MAX1416 ADC an Mega128.
Das Ding ans Laufen zu bekommen war ja schon so ne Sache,
nun verrichtet er soweit seine Dienste aber es gibt noch ein
Problemchen.
Ich verwende das Teil in einem geschlossenen Gehäuse
für eine Temperaturmessung an Spannungsteiler mit NTC,
soweit so gut. Nun ist die Anordnung aber nicht temperaturstabil,
sondern wechselt ständig seine Betriebstemperatur mit der Umgebungs-
temperatur.
Dadurch driftet nach Neukalibrierung alle x Samples der Messwert
sprich die Referenz ständig nach oben und nach unten.
Komischerweise, wenn ich bei sagen wir mal 15°C die Gain und
Offsetregister auslese speichere, die Schaltung auf 0°C
kühle läuft der Messwert sauber runter, keine Probleme.
Wird bei 0° Rekalibriert springt der Wert auf 2,5°C.
Schreibe ich nun bei 0° Das Gain und Offset-Register mit den
gespeicherten Werten (15°C) sollte man vermuten der Messwert sollte
auf 0°C gehen, tut er aber nicht, er bleibt bei 2,5°C ...

Habt Ihr eine Idee wie ich das stabil bekomme?
Gehäuseheizung scheidet wegen Stromverbrauch leider aus.

Autor: Manfred von Antenne (dipol)
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Welches Bauteil benutzt du als Referenz?

Autor: Weingut Pfalz (weinbauer)
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REF- liegt auf GND, REF+ ist jumperbar auf max873 (2,5V) und Vcc.

Autor: Manfred von Antenne (dipol)
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Du bist sehr sparsam mit deinen Informationen.

Vom MAX873 gibt es zwei Ausführungen.

Welches Gain hat der MAX1416?

Welches TK haben die am Spannungsteiler beteiligten Widerstände?

Schaltplan?

Autor: Weingut Pfalz (weinbauer)
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Der Gain vom 1416 ist 1, keine Verstärkung,
mit dem Spannungsteiler meinst Du vermutlich den Temperaturfühler, oder?
das ist 1k2 NTC und 1k2 als Spannungsteiler.
Hab hier den MAX837B als Ref+ ... das Phänomen tritt aber auch
Bei Ref+ = Vcc auf, die natürlich auch Temperaturdrift hat.
Vcc ist dabei von LM2674 und der AD-Teil ist dann nochmal über 10µH 
geglättet vom Digitalteil.
Vcc-ADC ist auch sehr rauscharm, der AD flickert kaum im letzten Digit.

Danke für Deine Hilfe, bin etwas ratlos ...

Das Hauptproblem scheint mir zu sein, dass der ADC das schreiben der
Gain- und Offsetregister nicht frisst, wobei die zurückgelesenen Werte
komischerweise mit den geschriebenen übereinstimmt.

Autor: Manfred von Antenne (dipol)
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Fhutdhb Ufzjjuz schrieb:
> das ist 1k2 NTC und 1k2 als Spannungsteiler.

Der 1k2 als Spannungsteiler ist aber sicher kein Kohleschicht mit 
250ppm?
Wie groß ist der Strom durch diese Anordnung? Eigenerwärmung des NTC?

> Hab hier den MAX837B als Ref..
20ppm/°C ist für ein 16-Bit-System schon zuviel. Bei delta T von 15°C 
können das schon 300ppm sein.

Stutzig macht mich das sprunghafte Verhalten, das du im ersten Post 
beschreibst, und deutet, rein gefühlsmäßig, auf Komunikationsprobleme 
mit dem MAX1416 hin.

Autor: Weingut Pfalz (weinbauer)
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naja, der NTC bekommt so ~5mW an elektrischer Energie, das geht schon in 
die Messung mit ein ... ist aber in der Gesamtanordnung nicht so 
besonders relevant, weil der aktiv mit Luftstrom versorgt wird.
Ist insgesamt ne Kaloriemetrische Strömungsmessung.

300ppm sind reichlich, aber bei Ref+ auf Vcc gibts das gleiche
Verhalten komischerweise nur eben in anderer Skalierung, umgerechnet 
kommts aber gleich.

Die Kommunikation läuft auch sowohl schreiben der Register als auch 
Rücklesen, keine Verluste .... Ach so, Clock ist extern, wird vom M128 
14,irgendwas MHz über 8-Bit Timer in CTC Prescaler=1 compare=2 -> 2,45 
MHz Clock.

Autor: Weingut Pfalz (weinbauer)
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ich kratz mich da auch schon ne Weile am Kopf :o)

Autor: Weingut Pfalz (weinbauer)
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Hier mal zur Verdeutlichung des Dilemmas ein Diagramm

Autor: Manfred von Antenne (dipol)
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Was machen AGND und DGNG? Alles sauber getrennt?

Wenn du den Temp-Bereich von 15° <-> 0° durchfährst, wird dann eine 
größere Last geschaltet, sodass es zu Potentialverschiebungen auf AGND 
kommt?

Autor: Weingut Pfalz (weinbauer)
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Nein, es wird keine Last geschaltet, GND hab ich jetzt nicht nochmal 
explizit
gefiltert, hab aber großzügig GND-Plane als Zwischenlage und 100nF 
verbaut das die
Platine wie n Hühnergarten aussieht.
Der GND vom ADC ist nach meinem Oszi stabil, der Vcc gibt etwas nach bei 
Temperaturabfall, jedoch Vcc proportional zu Vcc-ADC statisch,
und auf dem Vcc-ADC sind keine Schwingungen.

Ich vermute um n Workaround in Form von ständig rekalibrieren lassen
werd ich nicht rum kommen ... :o(

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